Objetos de aprendizaje de Ciencias de la computación

El objeto de estudio en Ciencias de la computación se compone de los objetos de aprendizaje: (1) Estructuras discretas finitas, (2) Visión matemática de los algoritmos, (3) visión matemática del análisis numérico y funcional, (4) visión matemática de los fenómenos de cambio.

La Tabla 4, ilustra los objetos de aprendizaje del Objeto de Estudio Ciencias de la computación con su propósito principal de formación y los cursos que los desarrollarán, identificando los créditos requeridos para lograr el propósito formativo.

Objeto de aprendizaje

Propósito formativo Cursos Número de créditos Estructuras discretas

finitas

Reconoce los fundamentos conceptuales relacionados con las matemáticas discretas y brinda herramientas lógicas que le permitan desempeñarse en el campo de las aplicaciones TIC.

Lógica Computacional 3 Fundamentos en Ciencias de la Computación 3 Visión matemática de los algoritmos

Analiza los fenómenos de cambio, la incertidumbre y la aleatoriedad para construcción de modelos mediante el análisis, síntesis, pensamiento numérico, pensamiento estocástico, el cálculo infinitesimal y las ecuaciones diferenciales.

Fundamentos en Ciencias de la Computación

3 Matemáticas Aplicadas TIC 3 Análisis y diseño de algoritmos 3

Visión matemática del análisis numérico

y funcional

Expresa soluciones algorítmicas para aplicaciones de software mediante técnicas de especificación basadas en lógica de predicados, teoría de conjuntos, algebra relacional y representación matemática de información y datos.

Métodos Numéricos 3 Matemáticas Especiales TIC 3 Matemáticas Aplicadas TIC 3

Visión matemática de los fenómenos de

cambio

Comprende el uso de las TIC mediante la naturaleza de las matemáticas contemporáneas en donde la convergencia de modelación matemática el uso de herramientas computacionales forma un binomio

extremadamente útil mediante la aplicación de los enfoques: cualitativo, numérica y analítica.

Matemáticas Especiales TIC 3 Matemáticas Aplicadas TIC 3

Tabla 4 Objetos de aprendizaje del objeto de estudio Ciencias de la computación.

2.8.2.1. Objeto de aprendizaje Estructuras discretas finitas

Fundamentación epistemológica. Este objeto de estudio proporciona los fundamentos teóricos apropiados para la ciencia de la computación, fundamentos beneficiosos no solo para los aspectos teóricos de esta disciplina, sino la práctica como lo evidencia el quehacer diario de los estudiantes y egresados. Para un ingeniero de sistemas se comprende como un “mínimo esencial” de conocimientos, representaciones, procedimientos y resultados caracterizados por ser discretos y finitos.

Fundamentación teleológica. Este objeto de aprendizaje aporta al desarrollo investigativo del profesional elementos para la comprensión y representación de la realidad40 _{adoptando un}

enfoque de matemáticas discretas apoyado en la lógica de predicados y estructuras para representación de la información como grafos y árboles.

El objeto de aprendizaje estructuras finitas discretas se relaciona con el perfil de formación del ingeniero de sistemas piloto mediante el fortalecimiento del pensamiento lógico matemático y aporta al perfil profesional teorías matemáticas para la construcción de soluciones informáticas, como la lógica de predicados, teoría de conjuntos e inducción matemática.

En relación el perfil ocupacional aporta herramientas de análisis formal, algebra relacional, automátas finitos al arquitecto de datos, arquitecto de TI, desarrollador de software, ingeniero de machine learning.

Fundamentación pedagógica. Para el aprendizaje de este objeto se requieren habilidades de pensamiento superior en el sujeto y estimulación de la formación crítica y autónoma: Análisis, Síntesis, Pensamiento Sistémico y Algorítmico, solución de Problemas y Creatividad. Para lograrlo se utilizan las estrategias didácticas: Exposición y discusión y modelo de problemas.

Propósito de Formación objeto de aprendizaje Estructuras discretas finitas: Reconoce los fundamentos conceptuales relacionados con las matemáticas discretas y brinda herramientas lógicas que le permitan desempeñarse en el campo de las aplicaciones TIC.

2.8.2.2. Objeto de aprendizaje Visión matemática de los algoritmos

Fundamentación epistemológica. La formulación, diseño e implementación de los algoritmos es uno de los pilares de la profesión de ingeniero de sistemas. Para la realización de este objeto de aprendizaje se requiere un profundo conocimiento de los elementos y fundamentos teóricos como prácticos y conlleva una fuerte preparación matemática y una alta dosis de creatividad. En la formación del ingeniero de sistemas se comprende como un “mínimo esencial” de conocimientos, representaciones, procedimientos y resultados caracterizados por su determinismo, precisión, finitud y generalidad; a partir de los cuales se posibilita el desarrollo de habilidades cognoscitivas, cognitivas creativas, meta cognitivas y creativas en el orden asociado a la formación.

Fundamentación teleológica. El objeto de aprendizaje visión matemática de los algoritmos alimenta las capacidades de investigación41 _{del ingeniero de sistemas con técnicas formales para} el análisis y representación y evaluación de eficiencia y eficacia de soluciones algorítmicas en sistemas informáticos.

Este objeto de aprendizaje se relaciona con el perfil de formación del ingeniero de sistemas piloto mediante el fortalecimiento del pensamiento matemático y contribuye al perfil profesional con herramientas matemáticas para la evaluación de soluciones informáticas como el análisis de complejidad, tratamiento de problemas NP-completos y problemas intratables para resolver problemáticas complejos y no deterministicos en el ámbito social, organizacional y de las comunidades.

En relación con el perfil ocupacional aporta herramientas para evaluación formal de problemas, adoptando esquemas inductivos y deductivos para la interpretación de situaciones y fenómenos al desarrollador de software y al ingeniero de machine learning.

Fundamentación pedagógica. Las Habilidades de pensamiento superior que se requieren desarrollar tienen que ver con: Análisis, Síntesis, Pensamiento Sistémico, Solución de Problemas y Creatividad. Para lograrlas se utilizan las estrategias didácticas: Exposición y discusión y modelo de problemas.

Propósito de Formación objeto de aprendizaje Visión matemática de los algoritmos: Analiza los fenómenos de cambio, la incertidumbre y la aleatoriedad para construcción de modelos mediante el análisis, síntesis, pensamiento numérico, pensamiento estocástico, el cálculo infinitesimal y las ecuaciones diferenciales.

2.8.2.3. Objeto de aprendizaje Visión matemática del análisis numérico y funcional

Fundamentación epistemológica. Este objeto de aprendizaje es indispensable para la comprensión de las tecnologías de información que constituyen el nervio y vida del mundo moderno, estas se valen de la Teoría de señales cuya gramática básica es el Análisis de Fourier que permite representar una señal en forma de suma de funciones senos y cosenos de ángulos múltiples para su análisis, transmisión y recepción.

La conectividad del mundo moderno se realiza por señales las cuales están fundamentadas matemáticamente en el Análisis de Fourier. Otro de los aspectos a tener en cuenta en el mundo de hoy es que la investigación científica -en general - maneja datos o estadísticas, hecho que no es ajeno al campo de las Ingenierías en general, lo cual requiere formar ingenieros con una gran fortaleza numérica, que le permita a partir de los datos que son objetos discretos, construir funciones de variable continua que aproximen los datos para efectos de hacer interpolaciones o análisis de datos para mirar las fluctuaciones entre dato y dato o extrapolaciones que le permitan ver tendencias futuras o pasadas de los datos.

Fundamentación teleológica. En el objeto de aprendizaje visión matemática de los algoritmos alimenta las capacidades de investigación42 _{del ingeniero de sistemas con métodos aritméticos} que se pueden aplicar en la resolución de problemas de dimensión finita e infinita en la implementación de sistemas informáticos.

Este objeto de aprendizaje se relaciona con el perfil de formación del ingeniero de sistemas piloto mediante el fortalecimiento del pensamiento matemático y contribuye al perfil profesional con soluciones aproximadas en el diseño de soluciones informáticas, basadas en el análisis numérico y aplicando una serie de procesos de aproximación que consisten en sucesiones de cálculos. En relación con el perfil ocupacional aporta soluciones a problemas de interpretación continua en contextos sociales, comunidades y/o organizacionales. En particular, son problemas relacionados

con la resolución de sistemas de ecuaciones lineales, análisis de valores y vectores, resolución de ecuaciones y sistemas de ecuaciones no lineales, problemas de interpolación y aproximación de funciones, derivación y combinación numérica, de valor inicial, así mismo situaciones de contorno para ecuaciones en derivadas parciales. Estas soluciones son requeridas por roles como el analista de sistemas, desarrollador de software e ingeniero de machine learning.

Fundamentación pedagógica. Para el aprendizaje de este objeto se requieren habilidades de pensamiento superior en el sujeto y estimulación de la formación crítica y autónoma: Análisis, Síntesis, Pensamiento Sistémico y Algorítmico, solución de Problemas y Creatividad. Para lograrlo se utilizan las estrategias didácticas: Exposición y discusión y modelo de problemas.

Propósito de Formación objeto de aprendizaje Visión matemática del análisis numérico y funcional: Expresa soluciones algorítmicas para aplicaciones de software mediante técnicas de especificación basadas en lógica de predicados, teoría de conjuntos, algebra relacional y representación matemática de información y datos

2.8.2.4. Objeto de aprendizaje Visión matemática de los fenómenos de cambio

Fundamentación epistemológica. El objeto de aprendizaje Visión matemática de los fenómenos de cambio retoma el cálculo como uno de los grandes logros del intelecto humano y lo pone al servicio de la construcción de modelos de fenómenos de cambio a través de las ecuaciones diferenciales. A través de este objeto de aprendizaje es posible dar una visión de la naturaleza de las matemáticas contemporáneas en donde la convergencia de modelación matemática y el uso de herramientas computacionales forman un binomio extremadamente útil en la comprensión de las tecnologías de información y las comunicaciones.

Fundamentación teleológica. El objeto de aprendizaje visión matemática de los fenómenos de cambio contribuye a la transformación de las estructuras, relaciones y problemas sociales43 y permite estructurar productos resultado de investigación científica para la transformación social del entorno44 mediante el uso de las ecuaciones diferenciales en el modelamiento de los efectos del cambio, movimiento y crecimiento en contextos sociales u organizacionales.

Este objeto de aprendizaje alimenta el perfil ocupacional del ingeniero de sistemas con técnicas de modelado más precisas para situaciones con efectos aleatorios. En particular, técnicas de procesamiento digital de imágenes que aportan a los perfiles de desarrollador de software, analista de sistemas e ingeniero de machine learning. Además, en relación con el perfil profesional contribuye a la construcción de soluciones informáticas con técnicas de transformación de señales de un dominio espacial o temporal al de frecuencias.

Fundamentación pedagógica. Este objeto de aprendizaje permite desarrollar habilidades que utilizando las tecnologías informáticas y de computación pueda expresar soluciones algorítmicas en aplicaciones de software, representar información y datos en dispositivos de cómputo y comunicación, además de hacer integración de tecnologías específicas. Además, le permite al

43 _{UNIVERSIDAD PILOTO DE COLOMBIA. Enfoque pedagógico. Armonización 2018. pp. 13} 44 _{UNIVERSIDAD PILOTO DE COLOMBIA. Proyecto Educativo Institucional. 2018. pp. 32}

futuro profesional aprovechar el cúmulo de herramientas de computación para desarrollar habilidades relacionadas con la producción más eficiente, eficaz y simple de aplicaciones de software. De esta forma el aprendizaje de la Tecnologías, programación y herramientas de programación requiere de las estrategias didácticas de modelo de simulaciones y modelo de aprendizaje basado en proyectos.

Los ingenieros y científicos, frecuentemente hacen uso de las ecuaciones diferenciales para modelar los efectos del cambio, movimiento y crecimiento.

Fundamentación pedagógica. Para el aprendizaje de este objeto se requieren habilidades de pensamiento superior en el sujeto y estimulación de la formación crítica y autónoma: Análisis, Síntesis, Pensamiento Sistémico y Algorítmico, solución de Problemas y Creatividad. Para lograrlo se utilizan las estrategias didácticas: Exposición y discusión y modelo de problemas.

Propósito de Formación objeto de aprendizaje Visión matemática de los fenómenos de cambio: Comprende el uso de las TIC mediante la naturaleza de las matemáticas contemporáneas en donde la convergencia de modelación matemática el uso de herramientas computacionales forman un binomio extremadamente útil mediante la aplicación de los enfoques: cualitativo, numérica y analítica.